JP6956549B2 - Photocurable inkjet printing ink composition - Google Patents

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Description

本発明は、金属用光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に関する。 The present invention relates to an ink composition for photocurable inkjet printing for metals.

酸変性アクリルモノマーを含有する紫外線硬化性インクジェット用オフセットインクは特許文献1及び2に記載されているように公知である。
しかしながら、このような酸変性アクリルモノマーを含有するインクは、紙に対して印刷をするためのオフセット印刷用インクとして使用する際には問題が発生しないかもしれないが、金属シート等の被印刷物が金属からなる場合には、被印刷物表面に対して十分な密着性と耐熱性を有しない。
UV-curable inkjet offset inks containing an acid-modified acrylic monomer are known as described in Patent Documents 1 and 2.
However, such an ink containing an acid-modified acrylic monomer may not cause a problem when used as an offset printing ink for printing on paper, but a printed matter such as a metal sheet may be used. When it is made of metal, it does not have sufficient adhesion and heat resistance to the surface of the printed matter.

特開2006−016507号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-016507 特開2006−016508号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-016508

そこで本発明の課題は、特に金属表面に対するインクジェット印刷をすることが可能なインクジェット印刷用インク組成物として、金属表面に対して十分に高い密着性及び耐熱性を備えたインク組成物を得ることである。 Therefore, an object of the present invention is to obtain an ink composition having sufficiently high adhesion and heat resistance to a metal surface, particularly as an ink composition for inkjet printing capable of performing inkjet printing on a metal surface. be.

発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、酸変性アクリルモノマー、Tgが100℃以上の単官能モノマーを含有する光硬化型インクジェット印刷用インク組成物として、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the inventors complete the present invention as a photocurable inkjet printing ink composition containing an acid-modified acrylic monomer and a monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher. It came to.

すなわち、本発明は、
1.インク組成物全体に対して、
酸変性アクリルモノマーを0.1質量%以上
Tgが100℃以上の単官能モノマーを10〜30質量%
全モノマーに対して単官能モノマーを80質量%以上
含有する光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
2.Tgが100℃以上の単官能モノマーが、Tg120℃以上の単官能モノマーである1に記載の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
である。
That is, the present invention
1. 1. For the entire ink composition
0.1% by mass or more of acid-modified acrylic monomer 10 to 30% by mass of monofunctional monomer having Tg of 100 ° C. or more
A photocurable inkjet printing ink composition containing 80% by mass or more of a monofunctional monomer with respect to all the monomers.
2. The photocurable inkjet printing ink composition according to 1, wherein the monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher is a monofunctional monomer having a Tg of 120 ° C. or higher.
Is.

本発明は、特に金属表面に対して十分に高い密着性及び耐熱性を有するという顕著な効果を発揮することができる発明である。 The present invention is an invention capable of exerting a remarkable effect of having sufficiently high adhesion and heat resistance particularly on a metal surface.

以下、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物(以下、本発明のインク組成物ともいう)について詳細に説明する。 Hereinafter, the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention (hereinafter, also referred to as the ink composition of the present invention) will be described in detail.

<酸変性アクリルモノマー>
本発明における酸変性アクリルモノマーとしては、例えば、ポリオールと、(メタ)アクリル酸及び/又は(メタ)アクリル酸の多量体と、さらに、リン酸、C3〜20の脂肪酸及びC3〜20の脂肪酸と(メタ)アクリル酸の1種以上とが縮合してなる縮合体とが、エステル反応により得られたモノマー成分であり、この酸変性アクリルモノマーのホモポリマーとしたときの酸価が100mgKOH/g以上となるモノマーである。
具体的には、ポリオールの一部の水酸基が(メタ)アクリル酸とエステル結合され、他の水酸基がリン酸とエステル結合された構造を有する酸変性アクリルモノマーが好ましい。
本発明においては、酸変性アクリルモノマーを光硬化型インクジェット印刷用インク組成物中0.1質量%以上、好ましくは0.3〜3.0質量%、さらに好ましくは0.4〜1.5質量%含有する。含有量が0.1質量%未満であると、アルミニウムに対する密着性に劣り、かつインク組成物の製造直後及び長期保管後における濾過性に劣ることになる。
<Acid-modified acrylic monomer>
Examples of the acid-modified acrylic monomer in the present invention include a polyol, a multimer of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrylic acid, and further, phosphoric acid, a fatty acid of C3 to 20 and a fatty acid of C3 to 20. The condensate formed by condensing one or more (meth) acrylic acids is a monomer component obtained by an ester reaction, and the acid value of this acid-modified acrylic monomer as a homopolymer is 100 mgKOH / g or more. It is a monomer that becomes.
Specifically, an acid-modified acrylic monomer having a structure in which some hydroxyl groups of the polyol are ester-bonded to (meth) acrylic acid and other hydroxyl groups are ester-bonded to phosphoric acid is preferable.
In the present invention, the acid-modified acrylic monomer is contained in an ink composition for photocurable inkjet printing in an amount of 0.1% by mass or more, preferably 0.3 to 3.0% by mass, and more preferably 0.4 to 1.5% by mass. %contains. If the content is less than 0.1% by mass, the adhesion to aluminum is inferior, and the filterability of the ink composition immediately after production and after long-term storage is inferior.

<Tgが100℃以上の単官能モノマー>
本発明におけるTgが100℃以上の単官能モノマーとしては、例えば、アクリロイルモルホリン(ACMO)(145℃)、N−ビニルカプロラクタム(VCAP)(125℃)、メチルメタクリレート(105℃)、アクリルアミド(165℃)、アクリル酸(106℃)、ジシクロペンタニルメタクリレート(175℃)、ジシクロペンタニルアクリレート(120℃)、イソボルニルメタクリレート(173℃)、1−アダマンチルメタクリレート(153℃)が挙げられる。その中でもTg120℃以上が好ましい。
なお、Tgが100℃以上の単官能モノマーとは、その単官能モノマーのホモポリマーとしたときのTg(ガラス転移温度)が100℃以上であることを示す。
このような単官能モノマーの含有量は、インク組成物全体に対して10〜30質量%であり、好ましくは15〜25質量%である。10質量%未満では、塗膜の耐熱性が悪化し、30質量%を超えるとアルミニウムへの密着性に劣る。
<Monofunctional monomer with Tg of 100 ° C or higher>
Examples of the monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher in the present invention include acryloyl morpholine (ACMO) (145 ° C.), N-vinylcaprolactam (VCAP) (125 ° C.), methyl methacrylate (105 ° C.), and acrylamide (165 ° C.). ), Acrylic acid (106 ° C), dicyclopentanyl methacrylate (175 ° C), dicyclopentanyl acrylate (120 ° C), isobornyl methacrylate (173 ° C), 1-adamantyl methacrylate (153 ° C). Among them, Tg of 120 ° C. or higher is preferable.
A monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher indicates that the Tg (glass transition temperature) when the monofunctional monomer is homopolymerized is 100 ° C. or higher.
The content of such a monofunctional monomer is 10 to 30% by mass, preferably 15 to 25% by mass, based on the entire ink composition. If it is less than 10% by mass, the heat resistance of the coating film deteriorates, and if it exceeds 30% by mass, the adhesion to aluminum is inferior.

<単官能モノマー>
本発明における単官能モノマーとしては、上記のTgが100℃以上の単官能モノマーに加えて、例えば、エチルカルビトールアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、アクリロニトリル、メチルスチレン、シクロヘキシルメタクリレート、ビニルアセテート、n−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、ビニルアセテート、n−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、(メタ)アクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸3−(ジメチルアミノ)プロピル、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミド、N−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミドが挙げられる。
本発明におけるインク組成物中の単官能モノマーの含有量としては、全モノマー中の80質量%以上であり、好ましくは85質量%以上である。
<Monofunctional monomer>
As the monofunctional monomer in the present invention, in addition to the monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher, for example, ethyl carbitol acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylonitrile, methyl styrene, cyclohexyl methacrylate, etc. Vinyl acetate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methyl acrylate, vinyl acetate, n-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, methyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-(meth) acrylic acid 2-( Examples thereof include dimethylamino) ethyl, 3- (dimethylamino) propyl (meth) acrylate, N- [3- (dimethylamino) propyl] acrylamide, and N- [3- (dimethylamino) propyl] methacrylicamide.
The content of the monofunctional monomer in the ink composition in the present invention is 80% by mass or more, preferably 85% by mass or more in the total monomers.

<体質顔料>
本発明において、体質顔料を配合することができる。そのような体質顔料としては、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウムである。
このような体質顔料を配合する際のインク組成物中の体質顔料の含有量は0.1質量%以上、好ましくは、0.5〜7.0質量%、さらに好ましくは0.7〜5.0質量%である。
<Constitution pigment>
In the present invention, extender pigments can be blended. Such extender pigments are silica, aluminum oxide and calcium carbonate.
The content of the extender pigment in the ink composition when such an extender pigment is blended is 0.1% by mass or more, preferably 0.5 to 7.0% by mass, and more preferably 0.7 to 5. It is 0% by mass.

<多官能モノマー及び光重合性オリゴマー>
本発明において、他の光重合性成分として、下記の多官能モノマーや光重合性オリゴマーやポリマーを本発明による効果を毀損しない範囲において併用することができる。
これらの他の光重合性成分としては、エチレン性二重結合含有化合物であれば、モノマー、プレポリマー、オリゴマー等、特に制限なく使用できる。
このような光重合性成分として、アミノ変性アクリルオリゴマー、ビニロキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド変性物、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド変性物、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド変性物、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド変性物、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート等の他の光重合性成分、さらに、アミノ基含有多官能モノマーとして、サートマー社製のCN371、CN550、CN551、DSM−Agi社製のAgiSyn001、AgiSyn002、AgiSyn003、AgiSyn005、AgiSyn006、AgiSyn007、AgiSyn008、ダイセルオルネクス社製のEBECRYL80、EBECRYL7100(いずれも商品名)等が例示できる。そしてこれらのうち、1種又は必要に応じて2種以上用いてもよい。
なかでもアミノ変性アクリルオリゴマーを配合することが望ましい。
<Polyfunctional monomer and photopolymerizable oligomer>
In the present invention, the following polyfunctional monomers, photopolymerizable oligomers and polymers can be used in combination as other photopolymerizable components as long as the effects of the present invention are not impaired.
As these other photopolymerizable components, if it is an ethylenic double bond-containing compound, a monomer, a prepolymer, an oligomer and the like can be used without particular limitation.
As such photopolymerizable components, amino-modified acrylic oligomer, vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (Meta) acrylate, propanediol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), dipropylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate Etc. (Poly) alkylene glycol di (meth) acrylate, trimethylpropantri (meth) acrylate and its ethylene oxide modified product, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and its ethylene oxide modified product, dipentaerythritol penta (meth) acrylate And its ethylene oxide modified product, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and its ethylene oxide modified product, urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate and other photopolymerizable components, and further. As amino group-containing polyfunctional monomers, CN371, CN550, CN551 manufactured by Sartmer, AgiSyn001, AgiSyn002, AgiSyn003, AgiSyn005, AgiSyn006, AgiSyn006, AgiSyn007, and AgiSyn80 Product name) etc. can be exemplified. And among these, one kind or two or more kinds may be used if necessary.
Above all, it is desirable to add an amino-modified acrylic oligomer.

<非重合性樹脂>
さらに、非重合性樹脂として、アミン変性アクリレートオリゴマー(CN371NS、サートマー社製、等)や芳香族ケトン−ホルムアルデヒド縮合型水素添加ケトン樹脂を併用することもできる。上記の他の光重合性成分や非重合性樹脂を、1種又は必要に応じて2種以上用いてもよい。
<Non-polymerizable resin>
Further, as the non-polymerizable resin, an amine-modified acrylate oligomer (CN371NS, manufactured by Sartmer, etc.) or an aromatic ketone-formaldehyde condensation type hydrogenated ketone resin can also be used in combination. The other photopolymerizable components and non-polymerizable resins described above may be used alone or, if necessary, in combination of two or more.

<光重合開始剤>
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、光重合開始剤を含有する。
光重合開始剤としては、300〜450nmの波長の光により開始剤機能が発現するアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤(化合物)やチオキサントン系光重合開始剤(化合物)が好ましい。なお、上記「300〜450nmの波長の光により開始剤機能が発現する」とは、300〜450nmの波長全域にわたって光吸収特性を有することをいう。このようなアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤やチオキサントン系光重合開始剤を用いることで、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に、さらにLEDに対する硬化性を付与することができる。
アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤として、具体的には、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(商品名:TPO、Lambson社製)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE819、BASF社製)等が挙げられる。
またチオキサントン系光重合開始剤として、具体的には、2,4−ジエチルチオキサントン(DETX)、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン等が挙げられる。
これらアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤やチオキサントン系光重合開始剤の含有量は、好ましくは光重合性成分の総質量に対して3〜25質量%の範囲であり、より好ましくは5〜15質量%の範囲である。アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤やチオキサントン系光重合開始剤の含有量が3質量%未満では、硬化性が十分でないことがある。一方、25質量%を超えると、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の貯蔵安定性が低下する。
<Photopolymerization initiator>
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention contains a photopolymerization initiator.
As the photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator (compound) or a thioxanthone-based photopolymerization initiator (compound) in which the initiator function is exhibited by light having a wavelength of 300 to 450 nm is preferable. The above-mentioned "initiator function is exhibited by light having a wavelength of 300 to 450 nm" means that it has light absorption characteristics over the entire wavelength range of 300 to 450 nm. By using such an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator or a thioxanthone-based photopolymerization initiator, the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention can be further imparted with curability for LEDs.
Specific examples of the acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide (trade name: TPO, manufactured by Rambson) and bis (2,4,6-trimethyl). Benzoyl) -phenylphosphine oxide (trade name: IRGACURE819, manufactured by BASF) and the like can be mentioned.
Specific examples of the thioxanthone-based photopolymerization initiator include 2,4-diethylthioxanthone (DETX), 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone and the like.
The content of these acylphosphine oxide-based photopolymerization initiators and thioxanthone-based photopolymerization initiators is preferably in the range of 3 to 25% by mass, more preferably 5 to 15% by mass, based on the total mass of the photopolymerizable components. It is in the range of% by mass. If the content of the acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator or the thioxanthone-based photopolymerization initiator is less than 3% by mass, the curability may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 25% by mass, the storage stability of the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention is lowered.

<増感剤>
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物には、さらに紫外線に対する硬化性を促進するために、主に400nm以上の紫外線の波長域で光吸収特性を有し、その範囲の波長の光により硬化反応の増感機能が発現する光増感剤(化合物)を併用することができる。
なお、上記「400nm以上の波長の光により増感機能が発現する」とは、400nm以上の波長域で光吸収特性を有することをいう。このような増感剤を用いることで、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物のLED硬化性を促進させることができる。
上記光増感剤としては、アントラセン系増感剤、チオキサントン系増感剤等で、好ましくは、チオキサントン系増感剤である。これらは単独又は2種以上を併用して用いることができる。
具体的には、9,10−ジブトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン、9,10−ビス(2−エチルヘキシルオキシ)アントラセン等のアントラセン系増感剤、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン等のチオキサントン系増感剤を挙げることができる。市販品の代表例としては、アントラセン系増感剤では、DBA、DEA(川崎化成工業社製)、チオキサントン系増感剤では、DETX、ITX(Lambson社製)等が例示できる。
増感剤の含有量は、好ましくは光重合性成分の総質量に対して0〜8質量%の範囲である。8質量%を超えても、効果の向上が見られず、過剰添加となり好ましくない。
<Sensitizer>
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention has light absorption characteristics mainly in the wavelength range of ultraviolet rays of 400 nm or more in order to further promote the curability against ultraviolet rays, and the light having a wavelength in that range is used. A photosensitizer (compound) that exhibits a sensitizing function of the curing reaction can be used in combination.
In addition, the above-mentioned "the sensitizing function is exhibited by light having a wavelength of 400 nm or more" means having a light absorption characteristic in a wavelength range of 400 nm or more. By using such a sensitizer, the LED curability of the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention can be promoted.
Examples of the photosensitizer include anthracene-based sensitizers, thioxanthone-based sensitizers, and the like, preferably thioxanthone-based sensitizers. These can be used alone or in combination of two or more.
Specifically, anthracene-based sensitizers such as 9,10-dibutoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 9,10-dipropoxyanthracene, and 9,10-bis (2-ethylhexyloxy) anthracene, 2 , 4-Diethylthioxanthone, 2-Isopropylthioxanthone, 4-Isopropylthioxanthone and other thioxanthone-based sensitizers can be mentioned. Typical examples of commercially available products include DBA and DEA (manufactured by Kawasaki Kasei Chemicals, Inc.) for anthracene-based sensitizers, and DETX and ITX (manufactured by Rambson) for thioxanthone-based sensitizers.
The content of the sensitizer is preferably in the range of 0 to 8% by mass with respect to the total mass of the photopolymerizable component. Even if it exceeds 8% by mass, the effect is not improved and it is excessively added, which is not preferable.

<着色剤>
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物には、各色相の着色剤を含有させて、各色の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を得ることもできる。場合によっては、プライマーであっても着色させると、プライマー層の形成の有無を確認することができる。
このような着色剤としては、通常の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物で従来から使用されている顔料、染料を特に制限なく使用できるが、耐光性を考慮すると、有機顔料又は無機顔料等の顔料が好ましい。
そして有機着色顔料としては、例えば、染料レーキ顔料、アゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジコ系、ペリレン系、ペリノン系、ジケトピロロピロール系、イソインドリノン系、ニトロ系、ニトロソ系、アンスラキノン系、フラバンスロン系、キノフタロン系、ピランスロン系、インダンスロン系の顔料等が挙げられる。無機着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、黒鉛、鉄黒、酸化クロムグリーン等が挙げられる。
また、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の代表的な色相ごとの顔料の具体例としては以下のものが挙げられる。
まず、光硬化型インクジェット印刷用イエローインク組成物として使用するためのイエロー顔料としては、例えば、C.I.Pigment Yellow 1、2、3、12、13、14、16、17、42、73、74、75、81、83、87、93、95、97、98、108、109、114、120、128、129、138、139、150、151、155、166、180、184、185、213等が挙げられ、好ましくは、C.I.Pigment Yellow150、155、180、213等が挙げられる。
光硬化型インクジェット印刷用マゼンタインク組成物として使用するためのマゼンタ顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 5、7、12、22、38、48:1、48:2、48:4、49:1、53:1、57、57:1、63:1、101、102、112、122、123、144、146、149、168、177、178、179、180、184、185、190、202、209、224、242、254、255、270、C.I.Pigment Violet 19等が挙げられ、好ましくは、C.I.Pigment Red 122、202、C.I.Pigment Violet 19等が挙げられる。
光硬化型インクジェット印刷用シアンインク組成物として使用するためのシアン顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、18、22、27、29、60等で、好ましくは、C.I.Pigment Blue 15:4等が挙げられる。
光硬化型インクジェット印刷用ブラックインク組成物として使用するためのブラック顔料としては、例えば、カーボンブラック(C.I.Pigment Black 7)等が挙げられる。
光硬化型インクジェット印刷用ホワイトインク組成物として使用するためのホワイト顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム等が挙げられ、好ましくは、アルミナ、シリカ等の種々の材料で表面処理された酸化チタンが挙げられる。
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物における着色剤の含有量は、光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の全量に対して1〜20質量%であることが好ましい。着色剤の含有量が1質量%未満では、得られる印刷物の画像品質が低下する傾向がある。一方、20質量%を超えると、光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の粘度特性に悪影響を与える傾向がある。
<Colorant>
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention may contain a colorant of each hue to obtain a photocurable inkjet printing ink composition of each color. In some cases, even if it is a primer, it can be confirmed whether or not a primer layer is formed by coloring it.
As such a colorant, pigments and dyes conventionally used in ordinary photocurable inkjet printing ink compositions can be used without particular limitation, but in consideration of light resistance, organic pigments, inorganic pigments and the like can be used. Pigments are preferred.
Examples of organic coloring pigments include dye lake pigments, azo-based, benzimidazolone-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, dioxazine-based, indigo-based, thioindico-based, perylene-based, perinone-based, and diketopyrrolopyrrole-based. , Isoindolinone-based, nitro-based, nitroso-based, anthracinone-based, flavanthlon-based, quinophthalone-based, pyranthron-based, indanslon-based pigments and the like. Examples of the inorganic coloring pigment include carbon black, titanium oxide, red iron oxide, graphite, iron black, chromium oxide green and the like.
In addition, the following are specific examples of pigments for each hue that are typical of the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention.
First, as a yellow pigment for use as a yellow ink composition for photocurable inkjet printing, for example, C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 42, 73, 74, 75, 81, 83, 87, 93, 95, 97, 98, 108, 109, 114, 120, 128, 129, 138, 139, 150, 151, 155, 166, 180, 184, 185, 213 and the like, preferably C.I. I. Pigment Yellow 150, 155, 180, 213 and the like.
Examples of magenta pigments for use as magenta ink compositions for photocurable inkjet printing include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 22, 38, 48: 1, 48: 2, 48: 4, 49: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 63: 1, 101, 102, 112, 122, 123, 144, 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 190, 202, 209, 224, 242, 254, 255, 270, C.I. I. Pigment Violet 19 and the like, preferably C.I. I. Pigment Red 122, 202, C.I. I. Pigment Violet 19 and the like.
Examples of the cyan pigment for use as a cyan ink composition for photocurable inkjet printing include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 18, 22, 27, 29, 60, etc., preferably C.I. I. Pigment Blue 15: 4 and the like.
Examples of the black pigment for use as a black ink composition for photocurable inkjet printing include carbon black (CI Pigment Black 7) and the like.
Examples of the white pigment for use as a white ink composition for photocurable inkjet printing include titanium oxide, aluminum oxide and the like, and preferably titanium oxide surface-treated with various materials such as alumina and silica. Can be mentioned.
The content of the colorant in the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention is preferably 1 to 20% by mass with respect to the total amount of the photocurable inkjet printing ink composition. If the content of the colorant is less than 1% by mass, the image quality of the obtained printed matter tends to deteriorate. On the other hand, if it exceeds 20% by mass, it tends to adversely affect the viscosity characteristics of the photocurable inkjet printing ink composition.

<無機粒子分散剤>
また、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、必要に応じて無機粒子のための分散剤である無機粒子分散剤を含有していてもよい。
無機粒子分散剤は、無機粒子の分散性、本発明のインク組成物の保存安定性を向上させるために使用するもので、顔料分散剤として従来から使用されているものを特に制限なく使用できるが、その中でも高分子分散剤を使用することが好ましい。このような無機粒子分散剤としては、カルボジイミド系分散剤、ポリエステルアミン系分散剤、脂肪酸アミン系分散剤、変性ポリアクリレート系分散剤、変性ポリウレタン系分散剤、多鎖型高分子非イオン系分散剤、高分子イオン活性剤等が挙げられる。これら無機粒子分散剤は単独で又は2種以上を混合して使用できる。
上記無機粒子分散剤は、使用する全顔料の量を100質量部としたときに、1〜200質量部含有することが好ましい。無機粒子分散剤の含有量が1質量部未満では、無機粒子分散性、本発明のインク組成物の貯蔵安定性が低下する場合がある。一方、200質量部を超えて含有させることもできるが効果に差がでない場合もある。無機粒子分散剤の含有量のより好ましい下限は5質量部、より好ましい上限は60質量部である。
<Inorganic particle dispersant>
Further, the ink composition for photocurable inkjet printing of the present invention may contain an inorganic particle dispersant which is a dispersant for inorganic particles, if necessary.
The inorganic particle dispersant is used to improve the dispersibility of the inorganic particles and the storage stability of the ink composition of the present invention, and conventionally used pigment dispersants can be used without particular limitation. Among them, it is preferable to use a polymer dispersant. Examples of such inorganic particle dispersants include carbodiimide-based dispersants, polyesteramine-based dispersants, fatty acid amine-based dispersants, modified polyacrylate-based dispersants, modified polyurethane-based dispersants, and multi-chain polymer nonionic dispersants. , Polymer ion activator and the like. These inorganic particle dispersants can be used alone or in admixture of two or more.
The inorganic particle dispersant is preferably contained in an amount of 1 to 200 parts by mass when the total amount of the pigment used is 100 parts by mass. If the content of the inorganic particle dispersant is less than 1 part by mass, the inorganic particle dispersibility and the storage stability of the ink composition of the present invention may decrease. On the other hand, it may be contained in an amount exceeding 200 parts by mass, but there may be no difference in the effect. The more preferable lower limit of the content of the inorganic particle dispersant is 5 parts by mass, and the more preferable upper limit is 60 parts by mass.

<界面活性剤>
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、使用するインクジェットヘッドに応じて、界面活性剤として従来から光硬化型インクジェット印刷用インク組成物に使用されているシリコン系界面活性剤等の界面活性剤を、吐出安定性を改良するために含有することが好ましい。
シリコン系界面活性剤の具体例としては、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性メチルアルキルポリシロキサン(BYK−315N)等が挙げられる。これらは単独又は2種以上を併用することができる。
本発明のインク組成物における界面活性剤の含有量は、好ましくは0.005〜1.0質量%である。0.005質量%未満であると、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の表面張力が高くなり、インクジェットヘッドからの吐出安定性が低下する。一方、1.0質量%を超えると、光硬化型インクジェット印刷用インク組成物中に泡が増加し吐出安定性が低下する。
<Surfactant>
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention has an interface such as a silicon-based surfactant that has been conventionally used as a surfactant in the photocurable inkjet printing ink composition, depending on the inkjet head used. The activator is preferably contained to improve discharge stability.
Specific examples of the silicone-based surfactant include polyether-modified silicone oil, polyester-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified methylalkylpolysiloxane (BYK-315N), and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
The content of the surfactant in the ink composition of the present invention is preferably 0.005 to 1.0% by mass. If it is less than 0.005% by mass, the surface tension of the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention increases, and the ejection stability from the inkjet head decreases. On the other hand, if it exceeds 1.0% by mass, bubbles increase in the photocurable inkjet printing ink composition and the ejection stability decreases.

<添加剤>
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物には、必要に応じて種々の機能性を発現させるため、各種の添加剤を添加することができる。具体的には、光安定化剤、表面処理剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、キノン系等の重合禁止剤、マレイン酸ジオクチル等の可塑剤、防腐剤、pH調整剤、消泡剤、保湿剤等が挙げられる。
<Additives>
Various additives can be added to the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention in order to exhibit various functionalities as needed. Specifically, light stabilizers, surface treatment agents, antioxidants, antioxidants, cross-linking accelerators, polymerization inhibitors such as quinone, plasticizers such as dioctyl maleate, preservatives, pH adjusters, and defoamers. Examples include foaming agents and moisturizing agents.

また、本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、溶剤を含有してもよいが、無溶剤であることが好ましく、無溶剤のときにおいて25℃における粘度が、100cps以下であることが好ましく、さらに好ましくは20cps以下であり、より好ましくは10cps以下である。さらに光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の具体的な粘度を、各インクジェット装置に適応できるように設計することもできる。
なお、本明細書において粘度とは粘度計(商品名:RE215L型粘度計、東機産業社製)を使用して25℃、5〜100rpmで測定の条件で測定した粘度である。
本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、上記した特定の光重合性成分とアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤又はチオキサントン系光重合開始剤を特定量含有させることで、紫外線、特に発光ダイオード(LED)を光源とした紫外線に対する硬化性に優れ、ポリプロピレン等のポリオレフィン系材料からなる基材や金属に対する密着性が良好で、吐出安定性及び貯蔵安定性に優れ、高い引火点、低皮膚刺激性及び低臭気といった安全性の全てにおいて優れたものとすることができる。
Further, the photocurable inkjet printing ink composition of the present invention may contain a solvent, but is preferably solvent-free, and the viscosity at 25 ° C. when no solvent is used is 100 cps or less. It is preferable, more preferably 20 cps or less, and more preferably 10 cps or less. Further, the specific viscosity of the photocurable inkjet printing ink composition can be designed so as to be applicable to each inkjet device.
In the present specification, the viscosity is a viscosity measured under the conditions of measurement at 25 ° C. and 5 to 100 rpm using a viscometer (trade name: RE215L type viscometer, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention contains the above-mentioned specific photopolymerizable component and an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator or a thioxanthone-based photopolymerization initiator in a specific amount, thereby producing ultraviolet rays, particularly Excellent curability to ultraviolet rays using a light emitting diode (LED) as a light source, good adhesion to substrates and metals made of polyolefin materials such as polypropylene, excellent discharge stability and storage stability, high ignition point, low It can be excellent in all of safety such as skin irritation and low odor.

本発明のインク組成物を調製する方法としては特に限定されず、上記した材料を全て添加してビーズミルや3本ロールミル等で混合して調製することができる。
なお、顔料、顔料分散剤及び光重合性成分を混合することにより、予めコンクベースインク組成物を得ておき、そのコンクベースインク組成物に所望の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の組成となるように、光重合性成分、光重合開始剤、必要に応じて界面活性剤等の添加剤を添加して調製することもできる。
The method for preparing the ink composition of the present invention is not particularly limited, and all the above-mentioned materials can be added and mixed with a bead mill, a three-roll mill, or the like to prepare the ink composition.
By mixing a pigment, a pigment dispersant, and a photopolymerizable component, a conch-based ink composition is obtained in advance, and the conch-based ink composition is combined with a desired composition of a photocurable ink composition for inkjet printing. As such, it can be prepared by adding an additive such as a photopolymerizable component, a photopolymerization initiator, and a surfactant if necessary.

本発明のインク組成物を使用する方法として、具体的には、本発明のインク組成物をインクジェットヘッドにより金属基材(以下単に「基材」という。)に吐出した後、基材に着弾した本発明のインク組成物の塗膜を光で露光し硬化させる方法が挙げられる。
例えば、基材への吐出(画像の印字)は、本発明のインク組成物をインクジェット記録用プリンターの低粘度対応のプリンタヘッドに供給し、基材に対して塗膜の膜厚が、例えば、1〜60μmとなるように該インク組成物をプリンタヘッドから吐出することにより行うことができる。また、光での露光、硬化(画像の硬化)は、画像として基材に塗布された本発明のインク組成物の塗膜に光を照射することにより行うことができる。
本発明のインク組成物を印字するインクジェット記録方式用プリンター装置としては、従来から使用されているインクジェット記録方式用プリンター装置が利用できる。なお、コンティニュアスタイプのインクジェット記録方式用プリンター装置を用いる場合は、本発明のインク組成物にさらに導電性付与剤を加え電導度の調節をする。
上記塗膜の硬化における光源としては、紫外線(UV)、紫外線(発光ダイオード(LED))、電子線、可視光線等を挙げることができ、環境面から好ましくは発光ピーク波長が350〜420nmの範囲の紫外線を発生する発光ダイオード(LED)である。
As a method of using the ink composition of the present invention, specifically, the ink composition of the present invention is ejected onto a metal base material (hereinafter, simply referred to as “base material”) by an inkjet head and then landed on the base material. Examples thereof include a method of exposing and curing a coating film of the ink composition of the present invention with light.
For example, for ejection to a base material (printing of an image), the ink composition of the present invention is supplied to a printer head corresponding to low viscosity of an inkjet recording printer, and the film thickness of the coating film on the base material is, for example, This can be done by ejecting the ink composition from the printer head so as to have a thickness of 1 to 60 μm. Further, exposure and curing with light (curing of an image) can be performed by irradiating a coating film of the ink composition of the present invention coated on a substrate as an image with light.
As the printer device for the inkjet recording method for printing the ink composition of the present invention, a conventionally used printer device for the inkjet recording method can be used. When a continuous type printer for an inkjet recording method is used, a conductivity-imparting agent is further added to the ink composition of the present invention to adjust the conductivity.
Examples of the light source for curing the coating film include ultraviolet rays (UV), ultraviolet rays (light emitting diode (LED)), electron beams, visible light, and the like, and the emission peak wavelength is preferably in the range of 350 to 420 nm from the environmental point of view. It is a light emitting diode (LED) that generates ultraviolet rays.

本発明の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物は、基材表面に印刷・光硬化することによって、何らかの情報を印字する層とすることができるが、硬化層表面は一般のインク組成物に対しても密着性に優れるので、金属成形体表面に、一般のインクにより印刷する際のプライマー層として形成させることもできる。
そして、本発明のインク組成物をプライマー層の形成のために使用するときには、その上に形成させるインク層としては、光硬化性又は光硬化性ではないインク組成物を含む任意の一般のインク組成物を選択して使用することができる。
The photocurable inkjet printing ink composition of the present invention can be a layer for printing some information by printing and photocuring on the surface of a base material, but the surface of the cured layer is different from that of a general ink composition. However, since it has excellent adhesion, it can be formed on the surface of a metal molded body as a primer layer when printing with a general ink.
When the ink composition of the present invention is used for forming a primer layer, the ink layer formed on the ink composition is any general ink composition including an ink composition that is not photocurable or photocurable. You can select and use things.

(実施例)
〔実施例1〜5及び比較例1〜4〕
光硬化型インクジェット印刷用インク組成物の調製
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。
以下の実施例、比較例で使用した材料は次の通りである。
アルミナ:AEROXIDE ALU−C(日本アエロジル社製)10部、アジスパーPB821(味の素ファインテクノ社製)1部、ベンジルアクリレート89部を混合し、0.2mmジルコニアビーズ及びビーズミルを用いて分散を行ない、得られた分散液(平均粒子径80nm)
CN371NS:アミン変性アクリレートオリゴマー(アミノ基含有多官能モノマー)
SR454:エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート
CD9050:ポリオールの一部の水酸基が(メタ)アクリル酸とエステル結合され、他の水酸基がリン酸とエステル結合された構造を有する酸変性アクリルモノマー
CD9051:ポリオールの一部の水酸基が(メタ)アクリル酸とエステル結合され、他の水酸基がリン酸とエステル結合された構造を有する酸変性アクリルモノマー(以上、サートマー社製)
SKレジン:Variplus SK(Tego社製、芳香族ケトン−ホルムアルデヒド縮合型水素添加ケトン樹脂)をベンジルアクリレートで希釈したもの 固形分40質量%
TPO:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド
DETX:2,4−ジエチルチオキサントン
UV5:光安定剤
UV22:光安定剤
BYK−315N:ポリエステル変性ポリメチルアルキルシロキサン界面活性剤、固形分25質量%、溶剤成分:メトキシプロピルアセテートとフェノキシエタノールの質量比1/1の混合物
(Example)
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4]
Preparation of Ink Composition for Photocurable Inkjet Printing The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, "%" means "% by mass" and "part" means "part by mass".
The materials used in the following examples and comparative examples are as follows.
Alumina: 10 parts of AEROXIDE ALU-C (manufactured by Aerosil Japan), 1 part of Azisper PB821 (manufactured by Ajinomoto Fine-Techno), and 89 parts of benzyl acrylate are mixed and dispersed using 0.2 mm zirconia beads and a bead mill. Dispersion liquid (average particle size 80 nm)
CN371NS: Amine-modified acrylate oligomer (amino group-containing polyfunctional monomer)
SR454: Trimethylol propantriacrylate ethoxylated CD9050: Acid-modified acrylic monomer having a structure in which some hydroxyl groups of the polyol are ester-bonded to (meth) acrylic acid and other hydroxyl groups are ester-bonded to phosphoric acid CD9051: Of the polyol. An acid-modified acrylic monomer having a structure in which some hydroxyl groups are ester-bonded to (meth) acrylic acid and other hydroxyl groups are ester-bonded to phosphoric acid (all manufactured by Sartmer).
SK resin: Variplus SK (manufactured by Tego, aromatic ketone-formaldehyde condensed hydrogenated ketone resin) diluted with benzyl acrylate Solid content 40% by mass
TPO: 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide DETX: 2,4-diethylthioxanthone UV5: light stabilizer UV22: light stabilizer BYK-315N: polyester-modified polymethylalkylsiloxane surfactant, solid content 25% by mass, solvent component: mixture of methoxypropyl acetate and phenoxyethanol in a mass ratio of 1/1

〔アルミ密着性〕
実施例1〜5及び比較例1〜4で得られた各光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を用いて、アルミニウムフィルム上にインクジェット印刷を行った。
得られた印刷部分について、密着性を下記の方法により確認した。
ニチバン製セロハンテープを張り付け、その後そのセロハンテープを剥がしたときのインク硬化膜表面の剥離の程度を目視にて評価した。
○:剥離はみられない
×:塗膜の少なくとも一部が剥離する
[Aluminum adhesion]
Inkjet printing was performed on an aluminum film using the photocurable inkjet printing ink compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.
The adhesion of the obtained printed portion was confirmed by the following method.
The degree of peeling of the surface of the ink cured film when the cellophane tape made by Nichiban was attached and then peeled off was visually evaluated.
◯: No peeling is observed ×: At least a part of the coating film is peeled off

〔塗膜耐熱性〕
実施例1〜5及び比較例1〜4で得られた各光硬化型インクジェット印刷用インク組成物を用いて、アルミニウムフィルム上にインクジェット印刷を行った。
得られた塗膜付アルミニウムフィルムを60℃で1日間保存し、塗膜の状態を観察した。
○:印刷直後と同様に塗膜がアルミニウムフィルム面に密着している
×:塗膜がアルミニウムフィルム面から剥離しているか、指で触れると容易に剥離する
[Coating film heat resistance]
Inkjet printing was performed on an aluminum film using the photocurable inkjet printing ink compositions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4.
The obtained aluminum film with a coating film was stored at 60 ° C. for 1 day, and the state of the coating film was observed.
◯: The coating film is in close contact with the aluminum film surface as in the case immediately after printing. ×: The coating film is peeled off from the aluminum film surface or easily peeled off when touched with a finger.

Figure 0006956549
Figure 0006956549

上記表1に示す結果からみて、本発明の通りの光硬化型インクジェット印刷用インク組成物である実施例1〜5によれば、本発明のインク組成物はアルミニウムに対する密着性に優れること、及び塗膜の耐熱性も良好であることがわかる。しかしながら、Tgが100℃以上の単官能モノマーを含有しない比較例1、及びアミン変性アクリルオリゴマーを全モノマーに対して単官能モノマーを80質量%以上含有しない比較例3によれば、塗膜は耐熱性に劣ることとなった。さらに、Tgが100℃以上の単官能モノマーを過剰に含有した比較例2、及び酸変性アクリルモノマーを含有しない比較例4によれば、アルミニウムフィルムへの密着性に劣る結果となった。 From the results shown in Table 1 above, according to Examples 1 to 5, which are the photocurable inkjet printing ink compositions as in the present invention, the ink composition of the present invention has excellent adhesion to aluminum, and It can be seen that the heat resistance of the coating film is also good. However, according to Comparative Example 1 in which the Tg does not contain a monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher and Comparative Example 3 in which the amine-modified acrylic oligomer contains 80% by mass or more of the monofunctional monomer with respect to all the monomers, the coating film has heat resistance. It became inferior in sex. Further, according to Comparative Example 2 in which the monofunctional monomer having a Tg of 100 ° C. or higher was excessively contained and Comparative Example 4 in which the acid-modified acrylic monomer was not contained, the result was that the adhesion to the aluminum film was inferior.

このような結果によれば、本発明は特定の組成の光硬化型インクジェット印刷用インク組成物とすることにより、アルミニウム等の表面に対して、十分な密着性を有するという効果と、塗膜の耐熱性に優れるという効果をバランス良く奏することがわかる。 Based on these results, the present invention has the effect of having sufficient adhesion to the surface of aluminum or the like by using a photocurable inkjet printing ink composition having a specific composition, and the coating film. It can be seen that the effect of excellent heat resistance is achieved in a well-balanced manner.

Claims (1)

インク組成物全体に対して、
酸変性アクリルモノマーを0.1質量%以上
アクリロイルモルホリンを10〜20質量%
全モノマーに対してベンジルアクリレートを含む単官能モノマーを80質量%以上
含有する光硬化型インクジェット印刷用インク組成物。
For the entire ink composition
0.1% by mass or more of acid-modified acrylic monomer
10 to 20 % by mass of acryloyl morpholine
A photocurable inkjet printing ink composition containing 80% by mass or more of a monofunctional monomer containing benzyl acrylate with respect to all the monomers.
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